高考物理三轮冲刺重难点训练：万有引力定律与航天（解析版）

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万有引力定律与航天【原卷】

1．（2021 届河北省唐山一中高三期中）已知某卫星在赤道上空轨道半径为 r1的

圆形轨道上绕地运行的周期为 T，卫星运动方向与地球自转方向相同，赤道上某

城市的人每三天恰好五次看到卫星掠过其正上方．假设某时刻，该卫星如图在

A点变轨进入椭圆轨道，近地点 B到地心距离为 r2．设卫星由 A到B运动的时

间为 t，地球自转周期为 T0，不计空气阻力．则

A．

B．

C．卫星在图中椭圆轨道由 A到B时，机械能不变

D．卫星由图中圆轨道进入椭圆轨道过程中，机械能不变

2．（2021 届湖北省武汉市洪山中学高三月考）迄今发现的二百余颗太阳系外行

星大多不适宜人类居住，绕恒星“ ”运行的行星“ ”却很值得我们

期待。该行星的温度在到之间，质量是地球的 6倍，直径是地球的倍，

公转周期为 13 个地球日。“ ”的质量是太阳质量的倍。设该行星与地

球均视为质量分布均匀的球体，绕其中心天体做匀速圆周运动，则（　　）

A．在该行星和地球上发射卫星的第一宇宙速度相同

B．该行星与恒星“ ”的距离是地日距离的倍

C．如果人到了该行星，其体重是地球上的倍

D．该行星的平均密度是地球的平均密度的 4倍

3.（2021 届湖南省衡阳市第八中学高三月考）深空中，某行星 X绕恒星 Y逆时

针方向公转，卫星 Z绕X逆时针方向运行，X轨道与 Z轨道在同一平面内。如

图，某时刻 Z、X和Y在同一直线上，经过时间 t，Z、X和Y再次在同一直线

上（相对位置的顺序不变）。已知 Z绕X做匀速圆周运动的周期为 T，X绕Y

做匀速圆周运动的周期大于 T，X与Y间的距离为 r，则 Y的质量为（　　）

A．B．

C．D．

4．（2021 届湖南省长郡中学高三月考）“信使号”水星探测器按计划将在今年陨

落在水星表面。工程师通过向后释放推进系统中的高压氦气来提升轨道，使其

寿命再延长一个月，如图所示，释放氦气前，探测器在贴近水星表面的圆形轨

道Ⅰ上做匀速圆周运动，释放氦气后探测器进入椭圆轨道Ⅱ，忽略探测器在椭圆

轨道上所受阻力，则下列说法正确的是（　　）

A．探测器在轨道Ⅰ上E点速率大于在轨道Ⅱ上E点速率

B．探测器在轨道Ⅱ上任意位置的速率都大于在轨道Ⅰ上速率

C．探测器在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上的 E点处加速度不相同

D．探测器在轨道Ⅱ上远离水星过程中，动能减少但势能增加

5．（2021 届辽宁省朝阳市凌源二中高三质检）2019 年12 月27 日，在海南文昌

航天发射场，中国运载能力最强的长征 5号运载火箭成功发射，将实践二十号

卫星送入地球同步轨道变轨过程简化如图所示，轨道 I是超同步转移轨道，轨道

III 是地球同步轨道，轨道 II 是过渡轨道（椭圆的一部分），轨道 I的远地点与

轨道 II 切于M点，轨道 II 的近地点与轨道 III 切于N点。下列说法正确的是（

）

A．卫星在轨道Ⅰ上运行时，各点万有引力均等于卫星所需向心力

B．轨道 I上M的速度小于轨道Ⅱ上M点的速度

C．轨道 II 上N点的加速度小于轨道 III 上N点的加速度

D．从轨道 II 进入轨道 III，卫星的发动机需要对卫星做正功

6．（2021 届辽宁省大连市三十八中高三期末）人造卫星的发射过程要经过多次

变轨方可到达预定轨道。如图所示，在发射地球同步卫星的过程中，卫星从圆

轨道Ⅰ的A点先变轨到椭圆轨道Ⅱ，然后在 B点变轨进入地球同步轨道Ⅲ，则下

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